CA2177297C

CA2177297C - Gyrometric detection process and sampled optical gyrometre using said process

Info

Publication number: CA2177297C
Application number: CA002177297A
Authority: CA
Inventors: Jean-Rene Chevalier
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2007-03-20
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: FR2734632B1; CA2177297A1; DE69614311D1; DE69614311T2; US5767969A; FR2734632A1; EP0744594A1; EP0744594B1

Abstract

Le dispositif de détection gyrométrique selon l'invention comprend un guide optique annulaire comportant deux coupleurs optiques une source de rayonnement lumineux à fréquence commandable connectée aux entrées des deux coupleurs par l'intermédiaire de deux interrupteurs optiques pilotés en alternance par une horloge d'échantillonna ge de manière à obtenir une émission dans le guide d'une succession de trains d'ondes rotati fs et de trains d'ondes contrarotatifs, un circuit de modulation du rayonnement émis par la source, une boucle d'asservissement réglant la fréquence du rayonnement émis par la sour ce de maniére à l'accorder à la fréquence de résonance du guide, et un circuit de mesure d e l'intensité du rayonnement lumineux des trains d'ondes transmis par le second coupleur. L'invention permet de s'affranchir des effets perturbants de la rétrodiffusion et de l'effet "Kerr".The gyrometric detection device according to the invention comprises an annular optical guide comprising two optical couplers a source of light radiation at controllable frequency connected to the inputs of the two couplers by means of two optical switches controlled alternately by a sampling clock so as to obtain an emission in the guide of a succession of rotating wave trains and counter-rotating wave trains, a circuit for modulating the radiation emitted by the source, a control loop regulating the frequency of the emitted radiation by the source so as to tune it to the resonant frequency of the guide, and a circuit for measuring the intensity of the light radiation of the wave trains transmitted by the second coupler. The invention makes it possible to dispense with the disturbing effects of backscattering and of the "Kerr" effect.

Description

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i 2177297 La présente invention a pour objet un procédé de détection gyrométrique et un gyromëtre optique échantillonné pour la mise en oeuvre dudit procédé.
Elle concerne plus particulièrement un procédé mettant en oeuvre un gyromètre optique faisant intervenir un guide optique tel que, par exemple, une cavité résonante dans laquelle se propagent deux ondes de rayonnement laser circulant en sens opposé à savoir, une onde rotative et une onde contrarotative.
Dans un gyromètre classique de ce genre, les deux ondes circulent simultanément dans la cavité. Un circuit d'asservissement permet d'asservir simultanément ces deux ondes â la résonance. Divers moyens de mise en oeuvre permettent alors d'obtenir une représentation sous ~orme électrique de la différence des fréquences de résonance vues par chacune des ondes ; différence proportionnelle â
la vitesse de rotation S1.
I1 s'avère que 1a précision de ces gyromètres est limitée en raison de deux effets pérturbants, à savoir : 1a "rétrodiffusion" et l'effet "Kerr"_ -. 2 -En effet, une partie de l'onde rotative est rétrodiffusée et interfère avec l'onde contrarotative et vice-versa. Ce phénomène de rétrodiffusion engendre donc un bruit relativement important (jusqu'à 106°/h).
Pour tenter de s'affranchir de ce phénomène de rétrodiffusion, de nombreux procédés conduisant à moduler 1' une des deux ondes, afin de la décaler spectralement, ont été proposés. Toutefois, ces solutions se sont révélées coüteuses et assez lourdes à mettre en oeuvre.
L'effet "Kerr" résulte du fait que si l'intensité optique d'une onde est très élevée, l'onde tournant dans le sens opposé voit localement varier l'indice n du milieu où
elle se propage. De ce fait, la longueur du chemin optique parcouru par cette onde varie et les données gyromètriques détectées se trouvent donc faussées.
L'invention a donc plus particulièrement pour but d'améliorer le gyromètre en s'affranchissant de ces deux effets.
Elle propose un procédé mettant en oeuvre un générateur d'ondes laser -apte à émettre dans un guide optique annulaire des trains d'ondes luminescents de deux types différents, à savoir : un train d'ondes rotatives et un train d'ondes contrarotatives, ainsi que des moyens de détection de l'intensité des ondes lumineuses se propageant dans le guide.
Selon l'invention, ce procédé comprend au moins une séquence comprenant les phases successives suivantes une première phase au cours de laquelle on engendre dans le guide un premier train d'ondes modulées d'un premier type et on asservit la fréquence d'émission de ce train d'ondes à la fréquence de résonance de la cavité en agissant sur l'intensité du courant _. 3 _ -d'alimentation du gënërateur laser en fonction de l'intensité des ondes lumineuses détectées par les susdits moyens de détection et traitées par un démodulateur synchrone, - une seconde phase au cours de laquelle on interrompt l' émission des ondes du premier type pendant un temps suffisant pour permettre à l'onde évanescente résultant de cette émission d'étre complètement atténuée par le guide, 1~ - une troisième phase au cours de laquelle on engendre dans 1e guide un train d'ondes modulées du second type en maintenant l'intensité du courant d'alimentation à
la valeur qu'il avait à l'issue de la première phase et on élabore un signal gyroscopique à partir du signal délivré par 1e susdit détecteur au cours de cette troisième phase et démodulé par le susdit démodulateur, - une quatrième phase au cours de laquelle on interrompt l'émission des ondes-du second type pendant un temps suffisant pour permettre à l'onde évanescente résultant 2Q de cette émission, d'étre complètement atténuée par 1e guide.
I1 est clair que gràce à cés dispositions, un seul train d'ondes ne tourne en mëme temps dans le guide de sorte que l'on évite à la fois les effets négatifs de la rétrodiffusion et de l'effet "Kerr".
Bien entendu, la séquence précédemment définie pourra être répétée périodiquement, avec une période au moins égale à la durée cumulée des quatre phases de cette séquence.
Un gyromètre optique servant à la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit pourra alors comprendre - un guide optique annulaire comportant deux coupleurs optiques situés en deux emplacements opposés et comprenant chacun une entrée destinée à recevoir un rayonnement lumineux incident, une sortie équipée d'un détecteur optoélectronique éventuellement commun, des moyens permettant de transférer dans 1e guide une fraction du rayonnement appliqué sur l'entrée et des moyens permettant de transférer sur 1a sortie une fraction du rayonnement se propageant à l'intérieur du guide tout en assurant la continuité de cette propagation à l'intérieur du guide, - une source de rayonnement lumineux à fréquence commandable connectée aux entrées des deux coupleurs, par l'intermédiaire de deux interrupteurs optiques électriquement commandables, pilotés en alternance par une horloge d'échantillonnage de manière à obtenir une émission dans le guide d'une succession de trains d'ondes rotatifs et de trains d'ondes contrarotatifs, - des moyens de modulation du rayonnement lumineux émis par la source, - une boucle d'asservissement réglant la fréquence du rayonnement émis par la source en fonction de l'intensité détectée, des trains d'ondes émis par l'un des coupleurs et partiellement réfléchis sur Ia sortie de ce premier coupleur, de manière à accorder la fréquence de ce rayonnement à la frëquence de résonance dudit guide, et - un circuit de mesure de l'intensité du rayonnement lumineux des trains d'ondes émis par le second coupleur et partiellement réfléchis sur la sortie de ce second coupleur, ce circuit de mesure comprenant des moyens permettant de délivrer un signal pyrométrique résultant du désaccord produit par une rotation du guide entre la fréquence du rayonnement et la fréquence de résonance.
Dans ce circuit, la boucle d'asservissement pourra comprendre un premier échantillonneur-bloqueur synchronisé par l'horloge d'échantillonnage de manière à
effectuer, pendant les périodes d'émission du second coupleur, un blocage du signal délivré par 1e détecteur pendant l'émission des trains d'ondes par le premier coupleur.
Le circuit de mesure pourra lui-même comprendre un second échantilonneur-bloqueur synchronisé par l'horloge d'échantillonnage de manière à effectuer, pendant les périodes d'émission du premier coupleur, un blocage du signal délivré par le détecteur pendant l'émission des trains d'ondes par le second coupleur.
Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est un schéma de principe d'un gyromètre optique échantillonné selon l'invention ;
La figure 2 est une reprësentation schématique d'un guide optique équipé des deux coupleurs ;
La figure 3 est un diagramme représentatif des -variations de la puissance émise par la diode laser- utilisée dans 1e gyromètre de la figure 1, en fonction de sa tension d'alimentation v ;
La figure 4 est un diagramme représentatif de la variation de la fréquence du rayonnement de 1a diode laser en fonction de sa tension d'alimentation ;
La figure 5 est un diagramme montrant 1a variation de l'intensité réfléchie normalisée du rayonnement présent à la sortie d'un coupleur en fonction de Ia phase (en radians), au voisinage de la résonance de la cavité.

Dans l'exemple représenté schématiquement sur la figure 1, le guide optique du gyromètre a été représenté
schématiquement sous la forme d'une cavité annulaire 1 comportant deux coupleurs optiques Cl, C2 comprenant chacun une entrée E1, E2 reliée à 1a source d'émission de rayonnement laser 2 par l'intermédiaire d'un circuit optique comprenant un interrupteur optique çommandable I1, I2 et une sortie réfléchie Sl, S2 reliée à un détecteur optoélectronique 3.
Le principe de fonctionnement de ce guide optique et de ces coupleurs sera expliqué ci-après en référence à la figure 2 qui représente schématiquement un guide de forme carrée ou rectangulaire comprenant quatre parcours rectilignes Pl à P4 et quatre miroirs de renvois Ml à M4 qui s'étendent respectivement au niveau des quatre angles, perpendiculairement à leurs bissectrices.
Dans cet exemple, les coupleurs C1, C2 équipent deux angles droits opposés du guide et sont constitués par les miroirs Ml et M3. A cet effet, ces miroirs Ml et M3 sont semi-transmissifs pour des angles d'incidence de 45°.
Pour une telle incidence, ils présentent un coefficient de réflexion r1, r2 et un coefficient de transmission t1, t2.
L'onde lumineuse Ao délivrée par la source 2, via l'interrupteur optique Il et qui est présents à l'entrée El, est projetée sur la face externe du miroir M1, dans l'axe du parcours Pl. De ce fait, une fraction AR de cette onde est réfléchie vers la sortie S1 du coupleur Cl, dans l'axe du parcours P4 tandis qu'une autre fraction de cette onde A" est transmise par le miroir M1 dans l'axe du parcours Pl. Cette fraction A", réfléchie en quasi-totalité par le. miroir M2, se propage dans le parcours P2 dans le sens (sens rotatif) et vient attaquer le miroir M3 du coupleur C2.

' ' 2177297 Une fraction de l'onde reçue par ce miroir M3 est transmise vers l'entrée E2 du coupleur C2 (qui se trouve dans l'axe du parcours P2) tandis qu'une autre fraction A' est réfléchie dans le parcours P3. Après réflexion sur 1e miroir Mq" cette dernière fraction A' se propage dans 1e parcours Pg, et vient attaquer le coupleur C1. Celui-ci transmet une nouvelle fraction de l'onde A' à sa sortie S1 tandis qu'il réfléchit une fraction complémentaire dans le parcours Pl.
L' application sùr l' entrée E2 du coupleur C2 d' une onde lumineuse émanant de la source lumineuse 2 via l'interrupteur optique I2 donne lieu à un processus similaire, l'onde se propageant alors en sens inverse dans le guide (sens contrarotatif). Ici aussi, une fraction de l'onde appliquëe au coupleur est transmise à
sa sortie S2 après avoir fait un tour complet du guide.
Ce processus (dans le cas du coupleur C1) est rëgi par le système d'équations suivantes AR = tl A' + ri Ao A" = t2 Ao + ri A' A' = y eJcp r2 A" AT = y eJcp . t2 A"
équations dans lesquelles Ao est l' amplitude de l' onde appliquée à l' entrée El du coupleur C1 AR est l'amplitude transmise sur la sortie S1 par le coupleur C1 A" est l'amplitude de l'onde réfléchie dans le parcours P1 par le coupleur C1 A' est l'amplitude de l'onde réfléchie dans le parcours P3 par le coupleur C2 AT est l'amplitude de l'onde transmise vers l'entrée E2 par le coupleur C2 y est l'atténuation de l'onde dans le guide en amplitude/tours , <
i 2177297 The present invention relates to a method of gyrometric detection and an optical gyrometer sampled for carrying out said method.
It relates more particularly to a process works an optical gyrometer involving a guide such as, for example, a resonant cavity in which propagate two waves of laser radiation flowing in the opposite direction namely, a rotating wave and a counter-rotating wave.
In a conventional gyrometer of this kind, the two waves circulate simultaneously in the cavity. A circuit enslavement allows to simultaneously enslave these two waves to resonance. Various means of implementation allow then to obtain a representation under ~ orme electrical difference of resonance frequencies seen by each of the waves; proportional difference the rotation speed S1.
It turns out that the accuracy of these gyrometers is limited because of two perceptual effects, namely: 1a "backscatter" and the "Kerr" effect _ -. 2 -Indeed, a part of the rotating wave is backscattered and interferes with the counter-rotating wave and vice versa. This backscattering phenomenon therefore generates a noise relatively large (up to 106 ° / h).
To try to overcome this phenomenon of backscattering, many methods leading to modulate One of the two waves, in order to shift it spectrally, have been proposed. However, these solutions have proved costly and heavy enough to implement.
The effect "Kerr" results from the fact that if the optical intensity of a wave is very high, the wave turning in the direction opposite sees locally vary the index n of the middle where it spreads. Because of this, the length of the path optics traveled by this wave varies and the data The detected gyrometric values are therefore distorted.
The invention therefore more particularly aims to improve the gyrometer by avoiding these two effects.
It proposes a method using a generator of laser waves - able to emit in an optical guide annular luminescent wave trains of two types different, namely: a rotating wave train and a counter-rotating waves, as well as means of detection of the intensity of the light waves propagating in the guide.
According to the invention, this method comprises at least one sequence comprising the following successive phases a first phase during which we generate in the guide a first modulated wave train of a first type and enslaving the frequency of emission of this wave train at the resonance frequency of the cavity by acting on the intensity of the current _. 3 _ -power supply of the laser generator according to the intensity of the light waves detected by said detection means and processed by a synchronous demodulator, - a second phase during which one interrupts the emission of waves of the first type during a time sufficient to allow the resulting evanescent wave this issue to be completely mitigated by the guide, 1 ~ - a third phase during which we generate in the guide a modulated wave train of the second type by maintaining the current of the power supply to the value he had at the end of the first phase and a gyroscopic signal is produced from the signal issued by the above-mentioned detector during this third phase and demodulated by the aforesaid demodulator, - a fourth phase during which one interrupts the emission of the waves of the second type during a time sufficient to allow the resulting evanescent wave 2Q of this program, to be completely attenuated by the guide.
It is clear that, thanks to these arrangements, only one train waveform turns at the same time in the guide so that both the negative effects of backscatter and effect "Kerr".
Of course, the previously defined sequence can be repeated periodically, with a period of at least equal to the cumulative duration of the four phases of this sequence.
An optical gyrometer used for the implementation of the previously described method can then understand an annular optical guide comprising two couplers optics located in two opposite locations and each having an input for receiving a incident light radiation, an output equipped with a possibly common optoelectronic detector, means of transferring the guide fraction of the radiation applied to the input and means for transferring on the output a fraction of the radiation propagating within the guide while ensuring the continuity of this spread inside the guide, - a source of light radiation at a frequency controllable connected to the inputs of the two couplers, via two optical switches electrically controllable, driven alternately by a sampling clock so as to obtain a issue in the guide of a succession of trains rotary waves and counter-rotating wave trains, means for modulating the light radiation emitted by the source, a servo loop regulating the frequency of the radiation emitted by the source according to the intensity detected, wave trains emitted by one couplers and partially reflected on the output of this first coupler, so as to grant the frequency of this radiation at the resonance frequency of that guide, and a circuit for measuring the intensity of the radiation luminous wave trains emitted by the second coupler and partially reflected on the output of this second coupler, this measuring circuit comprising means for delivering a resulting pyrometric signal of the disagreement produced by a rotation of the guide between the radiation frequency and resonance frequency.
In this circuit, the servo loop can include a first sample-and-hold synchronized by the sampling clock so as to perform, during the broadcast periods of the second coupler, a blocking of the signal delivered by the detector during the emission of the wave trains by the first coupler.
The measuring circuit itself may include a second clock-synchronized sampler sampling procedure so as to carry out, during transmission periods of the first coupler, a blocking of signal delivered by the detector during the transmission of wave trains by the second coupler.
One embodiment of the invention will be described below, as a non-limitative example, with reference to attached drawings in which Figure 1 is a block diagram of a Optical gyrometer sampled according to the invention;
Figure 2 is a diagrammatic representation an optical guide equipped with both couplers;
Figure 3 is a representative diagram of -variations of the power emitted by the diode laser- used in the gyrometer of the figure 1, depending on its supply voltage v;
Figure 4 is a representative diagram of the variation of the radiation frequency of 1a laser diode according to its voltage feeding;
Figure 5 is a diagram showing 1a variation of normalized reflected intensity radiation present at the exit of a coupler according to the phase (in radians), in the vicinity of the resonance of the cavity.

In the example shown schematically in the figure 1, the optical guide of the gyrometer has been represented schematically in the form of an annular cavity 1 having two optical couplers C1, C2 comprising each an input E1, E2 connected to the source of emission of laser radiation 2 via a circuit optical system including an optical switch I1, I2 and a reflected output Sl, S2 connected to a Optoelectronic detector 3.
The principle of operation of this optical guide and these couplers will be explained below with reference to the Figure 2 which schematically represents a shape guide square or rectangular with four courses rectilinear Pl to P4 and four mirrors of references Ml to M4 which extend respectively to the level of the four angles, perpendicular to their bisectors.
In this example, the couplers C1, C2 equip two opposite right angles of the guide and consist of the mirrors Ml and M3. For this purpose, these mirrors Ml and M3 are semi-transmissive for angles of incidence of 45 °.
For such an impact, they have a coefficient reflection r1, r2 and a transmission coefficient t1, t2.
The light wave Ao delivered by the source 2, via the optical switch It and that is present at the entrance El, is projected on the outer face of the mirror M1, in the axis of the path Pl. As a result, an AR fraction of this wave is reflected towards the output S1 of the coupler Cl, in the axis of the P4 course while another fraction of this wave A "is transmitted by the mirror M1 in the axis of the path Pl. This fraction A ", reflected almost entirely by the. M2 mirror, spreads in the P2 course in the direction (rotating direction) and comes to attack the mirror M3 of the coupler C2.

'' 2177297 A fraction of the wave received by this mirror M3 is transmitted to the input E2 of the coupler C2 (which is in the axis of the course P2) while another fraction A 'is reflected in the path P3. After reflection on The mirror Mq "this last fraction A 'is propagated in 1st course Pg, and comes to attack the coupler C1. This one transmits a new fraction of the wave A 'at its output S1 while reflecting a complementary fraction in the course Pl.
The application on the input E2 of the coupler C2 of a wave light emanating from light source 2 via the optical switch I2 gives rise to a process similar, the wave then propagating in the opposite direction in the guide (contrarotative direction). Here too, a fraction of the wave applied to the coupler is transmitted to its output S2 after making a complete tour of the guide.
This process (in the case of coupler C1) is governed by the system of following equations AR = tl A '+ ri Ao A "= t2 Ao + ri A' A '= y eJcp r2 A "AT = y eJcp t2 A"
equations in which Ao is the amplitude of the wave applied to the input El of the C1 coupler AR is the amplitude transmitted on the output S1 by the C1 coupler A "is the amplitude of the reflected wave in the course P1 by the coupler C1 A 'is the amplitude of the wave reflected in the course P3 by C2 coupler AT is the amplitude of the wave transmitted to the input E2 by the C2 coupler there is the attenuation of the wave in the guide in amplitude / towers

2?77297 -cp est le déphasage accumulé par l'onde après un tour de propagation La résolution de ce système d'équations donne r1 - r2 Y ~~D
AR = Ao 1 - Z e.~ cp t1 - t2 Y eJcp AT = Ao 1-Ze~cp A partir de l'amplitude AR on obtient l'intensité
normalisée R de l'onde réfléchie sur la sortie du coupleur.
N 4 IR K1 [1 - (1 - K2) IR = -_ 1 _ Io 1 + Z2 - 2Z cas cp Expression dans laquelle IT est l'intensité réfléchie Io est l'intensité de l'onde appliquée à l'entrée du coupleur K1 et K2 sont des constantes y2 La figure 5 qui montre les variations de l'intensité
normalisée IR en fonction des variations de fréquence de l'onde, fait apparaître qu'à la frêquence de résonance du guide l'intensité normalisée ¿R passe par un minimum.
Les caractéristiques de 1a source émettrice de l'onde lumineuse sont indiquées sur les figures 3 et 4.
La figure 3 fait apparaître qu'une variation de la tension d'alimentation v de la source 2 (ici une diode - 9 _ laser) entraine une variation sensiblement linéaire autour d'une valeur nominale vo.
De méme, une variation telle que celle produite par une modulation autour de la tension nominale vo (par exemple du type uo sin mot) produit une variation àfo de 1a fréquence de l'onde lumineuse émise dans le guide.
L'invention se base plus particulièrement sur 1e fait qu'une modulation de la source 2 en intensité électrique se traduisant par -une modulation de sa fréquence d'émission Ofo est équivalente à une modulation Ocp de la phase entre les ondes à l'entrée de la cavité et après un tour et, qu'en conséquence, il est possible de relier 1a vitesse de rotation S1 de la cavité à la fréquence de l'onde lumineuse correspondant à la résonance.
Ainsi, dans Ie cas oû -l'on utilise un guide optique de forme circulaire et de rayon Ro, la formule exprimant cette relation est de la forme 2Ro Ofo = t1 ~.o rie expression dans laquelle 7~.o est la longueur d' onde de l' onde émise par la source laser rie est l'indice effectif du mode guidé par la cavité.
L'invention utilise cette particularité pour engendrer un signal gyroscopique représentatif de la vitesse de rotation S2.
A cet effet, la source de rayonnement laser 2 est alimentée par un générateur de courant commandable en tension 4, par l'intermédiaire d'un additionneur 5 dont les deux entrées sont respectivement connectées à une -. 10 -boucle d'asservissement et à un générateur de tension d'alimentation fournissant une tension de 1a forme v = vo + lao sin wz. Cette modulation est obtenue gràce à
un oscillateur local 6 dont 1a tension de sortie amplifiée par un amplificateur 7 est appliquée à l'une des entrées d'un additionneur 8 dont la deuxième entrée reçoit 1a tension vo.
La sortie du détecteur optoélectronique 3 qui consiste ici en une photodiode est reliée à un démodulateur synchrone 10 par l'intermédiaire d'un préamplificateur et d'un filtre passe-bande 11 centré sur la pulsation ü~o de l'oscillateur local 6.
Le principe de la détection de 1a vitesse de rotation S2 est alors le suivant Comme précédemment mentionné, l'expression de l'intensité
réfléchie IR est de la forme K1 C1 - (1 - K2) r7 IR = Io ~ 1 -1 + Z2 - 2Z cos cp On utilise le développement limité suivant 1 - x2 m f(x) _ = 1,~_ ~ 2 xn cos n8 1 - 2 x cos A + x2 n = 1 En appliquant cela à la résonance du gyromètre optique intégré, on arrive à
xI f1 - (I - xa) r1 CHI n - (I - Kzl r1 Io IR (~cp) = Ia ~ I - - ~ Zn cas ncp -I-Z2 1-ZZ , n=I

' 2177297 - .11 -La diode laser est modulée â la fréquence w N
f =
2n avec la profondeur de modulation correspondant à une phase ~. D'où
8 tc2 Ro2 àcp = ~2 = ~ sin exit + f1 S.oC
pour l'onde contrarotative, puisque l'on est asservi sur l'onde directe (cpl = 0).
Pour I' onde circulant dans 1' anneau lors de la phase de mesure, on aura K1[t-(t-K21~I 2Kt[1-(t-K2)~]IO m 8n2Ro2 IR(f2)=lo{1- }- .f~Zncos[n(wsinwt+ Il)]}
1 - Z2 t - Z2 n = t ).oC
Le cosinus peut être développé en fonction de Bessel et on obtient alors 4111 Ia [ 1 - (I - R2) P j m 8n rIZ Ro2 Hl (Q1 ° ~ ~ Zn d1 (my) sin ( Q ) ~ , sin wt I --ZZ , n = 1 )'aC
formule dans laquelle H1 (S1) est 1a composante de IR (S2) portée par la pulsation tir.
La démodulation synchrone consiste ensuite à multiplier H1 (~) par Ao sin wt, pour obtenir y ( S1, t ) D A1 ( f~ ) . sin Cût x Ao sin mt et, en conséquence, Ao y (S2, t) _ - A1 (S2) ~ 1 - cos 2wt Ce signal est transmis, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas I3, de fréquence de coupure ~ 2i~ et d'un amplificateur I4 à l'entrée de deux échantillonneurs-bloqueurs 15, 16 travaillant en opposition de phase, au rythme de 1a fréquence d'échantillonnage utilisé pour Ia commutation des interrupteurs optiques I1, I2-En fait, le filtre 13 permet de réjecter le signal en 2ti~
de y(Sè, t) et d'obtenir un signai de la forme : -Aa 2AoIoR1 ( I - (1 - HZ) P ] m 8rt Ro2n ~ Y(Q) > ' _ Al ~Q) _ . ~ ~nJ1 ~n~V¿ sin ( ~
2 1-22 n=1 AoC
La sortie de l'échantillonneur-bloqueur 15 qui est rythmé
en synchronisme avec l'interrupteur optique II, délivre à
sa sortie un signal analogique qui, une fois filtré
(filtre 17) est représentatif de la vitesse de rotation SZ
du gyromètre ( S = Kt2 ) -La sortie de l'échantillonneur-Moqueur 16 est, quant à
elle, transmise à 1a deuxième entrée de l'additionneur 5 par l'intermédiâire d'un intégrateur 18 et d'un réseau correcteur 19.
Le pilotage des interrupteurs optiques I1, I2 et des échantillonneurs-Moqueurs 15, 16 est assuré au moyen d'une horloge biphasée non recouvrante délivrant alternativement un signal Q et un signal complémentaire Q, à une fréquence telle, qu'au cours de chaque période, l'onde évanescente présente dans la cavité puisse s'éteindre quasi-totalement.
Le fonctionnement du dispositif précédemment décrit est alors le suivant -.13 -Au cours d'une première phase phl, le signal ~ est au niveau logique 1, tandis que le signal Q est au niveau logique 0. De ce fait, l'interrupteur optique I2 est fermé et transmet le rayonnement de la source 2 au coupleur C1, tandis que l'interrupteur optique I1 est ouvert.
Pendant cette premiëre phase phl, l'onde transmise par le coupleur C2 circule dans le guide dans le sens contrarotatif. L'intensité lumineuse détectée par le détecteur 3 est filtrée et démodulée et transmise après démodulation, via L'échantillonneur-bloqueur 16 qui se trouve en phase échantillonnage, à l'entrée de l'additionneur 5, par l'intermédiaire de l'intégrateur 18 et du réseau correcteur 19. L'échantillonneur-Moqueur 15 est alors à l'état bloqué et délivre la tension qu'il avait â la fin de sa phase d'échantillonnage précédente.
La boucle de régulation mettant en oeuvre le détecteur 3, le démodulateur 10, les filtres 11 et 13, l'amplificateur 14, l'échantillonneur-Moqueur 16, l'intëgrateur 18, 1e réseau correcteur 19 et l'additionneur 5, agit de manière à régler l'intensité du courant d'alimentation de la source et, en conséquence, la fréquence de l'onde émise, jusqu'à ce que la tension x à la sortie de l'amplificateur 14 passe par un minimum. L'annulation de cette tension x signifie que la fréquence d' émission de l'onde lumineuse engendrée par la source 2 correspond à
la fréquence de résonance quelle que soit la vitesse de rotation S1.
Compte tenu du fait que durant cette phase phl une seule onde est présente dans le guide, on évite toute perturbation due à la rétrodiffusion et à l'effet "Kerr".
Au cours d'une seconde phase ph2, les signaux Q et Q sont amenés au niveau logique O. La durée de cette phase est prévue de manière à permettre à l'onde résiduelle de u -~ 14 -s'évanouir dans 1a cavité. Au cours de cette phase ph2 les deux échantillonneurs 15, 16 sont à l'état bloqué et conservent respectivement les valeurs qu'ils avaient à la fin de leurs périodes d'échantillonnage précédentes respectives. Cette phase est de durée très faible.
Au cours d'une troisiéme phase phi, le signal Q est porté
au niveau logique 0, tandis que le signal Q est porté au niveau logique 1. De ce fait, pendant cette période, l'interrupteur optique I2 est ouvert, tandis que l'interrupteur optique I1 est fermé et transmet le rayonnement de 1a source au coupleur C1.
Pendant cette troisième phase, l'onde transmise par 1e coupleur C1 qui ne se trouve pas à la fréquence de résonance si S2 # 0, circule dans le guide dans le sens rotatif. L'intensité lumineuse détectée par 1e détecteur 2? 77297 -cp is the phase shift accumulated by the wave after a lap of spread The resolution of this system of equations gives r1 - r2 Y ~~ D
AR = Ao 1 - Z e. ~ Cp t1 - t2 Y eJcp AT = Ao 1 ~ PC-Ze From the amplitude AR we obtain the intensity normalized R of the reflected wave on the output of the coupler.
N 4 IR K1 [1 - (1 - K2) IR = -_ 1 _ Io 1 + Z2 - 2Z case cp Expression in which IT is the reflected intensity Io is the intensity of the wave applied to the input coupler K1 and K2 are constants y2 Figure 5 shows the variations in intensity standardized IR based on frequency variations of the wave, shows that at the resonant frequency of the guide the normalized intensity ¿R goes through a minimum.
The characteristics of the source emitting the wave are shown in Figures 3 and 4.
Figure 3 shows that a variation of the supply voltage v of source 2 (here a diode - 9 _ laser) causes a substantially linear variation around a nominal value vo.
Similarly, a variation such as that produced by a modulation around the nominal voltage vo (for example of the type uo sin word) produces a variation of 1a frequency of the light wave emitted in the guide.
The invention is based more particularly on the fact that a modulation of the source 2 in electrical intensity resulting in a modulation of its frequency Ofo is equivalent to an Ocp modulation of the phase between the waves at the entrance to the cavity and after a turn and, therefore, it is possible to connect 1a rotation speed S1 of the cavity at the frequency of the light wave corresponding to the resonance.
Thus, in the case where an optical guide is used circular shape and radius Ro, the expressing formula this relationship is of the form 2Ro Ofo = t1 ~ .o rie expression in which 7 ~ .o is the wavelength of the wave emitted by the source laser is the effective index of the mode guided by the cavity.
The invention uses this feature to generate a gyroscopic signal representative of the speed of rotation S2.
For this purpose, the source of laser radiation 2 is powered by a current generator controllable in voltage 4, via an adder 5 of which the two inputs are respectively connected to a -. 10 -servo loop and a voltage generator Power supply providing a voltage of 1 form v = vo + lao sin wz. This modulation is obtained thanks to a local oscillator 6 whose output voltage amplified by an amplifier 7 is applied to one inputs of an adder 8 whose second entry receives the voltage vo.
The output of the optoelectronic detector 3 which consists of here in a photodiode is connected to a demodulator synchronous 10 via a preamplifier and a bandpass filter 11 centered on the pulsation ü ~ o of the local oscillator 6.
The principle of detection of the speed of rotation S2 is then the following As previously mentioned, the expression of the intensity thoughtful IR is of the form K1 C1 - (1 - K2) r7 IR = Io ~ 1 -1 + Z2 - 2Z cos cp We use the following limited development 1 - x2 m f (x) _ = 1, ~ _ ~ 2 xn cos n8 1 - 2 x cos A + x2 n = 1 Applying this to the resonance of the optical gyrometer integrated, we come to xI f1 - (I - xa) r1 CHI n - (I - Kzl r1 Io IR (~ cp) = Ia ~ I - - ~ Zn ncp case -I-Z2 1-ZZ, n = I

'2177297 - .11 -The laser diode is modulated at the frequency w NOT
f =
2n with the modulation depth corresponding to a phase ~. From where 8 tc2 Ro2 tocp = ~ 2 = ~ sin exit + f1 S.oC
for the contrarotative wave, since we are enslaved to the direct wave (cpl = 0).
For the wave flowing in the ring during the phase of measure, we will have K1 [t- (t-K21 ~ I 2Kt [1- (t-K2) ~] IO m 8n2Ro2 IR (f2) = lo {1-} - .f ~ Zncos [n (wsinwt + Il)]}
1 - Z2 t - Z2 n = t) .oC
The cosine can be developed according to Bessel and we then obtain 4111 Ia [1 - (I - R2) P rm 8n Ro2 RICE
H1 (Q1 ° ~ ~ Zn d1 (my) sin (Q) ~, sin wt I - ZZ, n = 1) formula in which H1 (S1) is the IR component (S2) carried by the pulsation shot.
Synchronous demodulation then consists of multiplying H1 (~) by Ao sin wt, to get y (S1, t) D A1 (f ~). sin Cost x Ao sin mt and in consequence, Ao y (S2, t) _ - A1 (S2) ~ 1 - cos 2wt This signal is transmitted through a filter low-pass I3, cut-off frequency ~ 2i ~ and a amplifier I4 at the input of two samplers-blockers 15, 16 working in phase opposition, at rate of sampling frequency used for Ia switching of optical switches I1, I2-In fact, the filter 13 makes it possible to reject the signal in 2ti ~
of y (Sè, t) and to obtain a signai of the form: -Aa 2AoIoR1 (I - (1 - HZ) P] m 8rt Ro2n ~ Y (Q)>'_ Al ~ Q) _. ~ ~ nJ1 ~ n ~ V¿ sin (~
2 1-22 n = 1 AoC
The output of the sample-and-hold device 15 which is rhythmic in synchronism with the optical switch II, delivers to its output an analog signal that once filtered (filter 17) is representative of the speed of rotation SZ
of the gyrometer (S = Kt2) -The output of the sampler-mocker 16 is, as for it is transmitted to the second input of the adder 5 through an integrator 18 and a network corrector 19.
The control of optical switches I1, I2 and Sampler-Mockers 15, 16 is provided by means of a non-overlapping two-phase clock alternatively a Q signal and a complementary signal Q, at a frequency such that during each period, the evanescent wave present in the cavity can turn off almost completely.
The operation of the device described above is then the next -.13 -During a first phase phl, the signal ~ is at logic level 1, while the signal Q is at the level 0. As a result, the optical switch I2 is closed and transmits the radiation from source 2 to coupler C1, while the optical switch I1 is open.
During this first phase phl, the wave transmitted by the coupler C2 circulates in the guide in the direction contra. The light intensity detected by the detector 3 is filtered and demodulated and transmitted after demodulation, via the sampler-blocker 16 which found in the sampling phase, at the entrance of the adder 5, via the integrator 18 and the correcting network 19. The sampler-mocking 15 is then in the off state and delivers the voltage it had at the end of its previous sampling phase.
The regulation loop implementing the detector 3, the demodulator 10, the filters 11 and 13, the amplifier 14, the sampler-mocking 16, the integrator 18, 1e correcting network 19 and the adder 5, act in a manner to adjust the intensity of the supply current of the source and, consequently, the frequency of the transmitted wave, until the voltage x at the output of the amplifier 14 goes through a minimum. The cancellation of this voltage x means that the frequency of emission of the light wave generated by the source 2 corresponds to the resonance frequency regardless of the speed of rotation S1.
Given the fact that during this phase phl only one wave is present in the guide, we avoid any perturbation due to backscatter and Kerr effect.
During a second phase ph2, the Q and Q signals are brought to logical level O. The duration of this phase is intended to allow the residual wave of u - ~ 14 -faint in the cavity. During this phase ph2 the two samplers 15, 16 are in the off state and retain respectively the values they had at the end of their previous sampling periods respectively. This phase is of very short duration.
During a third phase phi, the signal Q is carried at logic level 0, while the signal Q is brought to the logical level 1. As a result, during this period, the optical switch I2 is open, while the optical switch I1 is closed and transmits the radiation from the source to coupler C1.
During this third phase, the wave transmitted by the coupler C1 which is not at the frequency of resonance if S2 # 0, flows in the guide in the direction rotary. The light intensity detected by the detector

3 est transmise après filtrage, amplification et démodulation à l'échantillonneur-bloqueur 15 qui se trouve en phase d'échantillonnage. Le signal S délivrë
par cet échantillonneur-bloqueur 15 est alors proportionnel à la vitesse de rotation éventuelle du gyromètre (ce signal est dû au désaccord ~fo engendré par la vitesse de rotation S1 du gyromètre). -I1 convient de remarquer qu'ici également, une seule onde (rotative) circule dans la cavité de sorte qu'on évite également les effets de la rétrodiffusion et l'effet "Kerr".
Au cours d'une quatrième phase ph4, les signaux Q et Q
sont amenés au niveau logique 0 de la même façon pour Ies mêmes raisons et pendant une première période que 1a phase 2.
A l'issue de cette quatrième phase, le dispositif entame une nouvelle séquence commençant par une nouvelle phase phl et ainsi de suite. 3 is transmitted after filtering, amplification and demodulation at the sample-and-hold found in the sampling phase. The signal S delivered by this sample-and-hold device 15 is then proportional to the speed of rotation of the gyrometer (this signal is due to the disagreement ~ fo generated by the speed of rotation S1 of the gyrometer). -It should be noted that here too, a single wave (rotating) circulates in the cavity so that one avoids also the effects of backscatter and the effect "Kerr".
During a fourth phase ph4, Q and Q signals are brought to logic level 0 in the same way for Ies same reasons and for a first period as 1a phase 2.
At the end of this fourth phase, the device starts a new sequence starting with a new phase phl and so on.

Claims

1. Method for pyrometric detection, this method using a laser wave generator (2) able to emit in an annular optical guide (1) luminescent light trains of two different types, to know: a train of rotating waves and a train of waves contrarotatives, as well as detection means (3) of the intensity of the light waves propagating in the guide (1), characterized in that it comprises at least one sequence comprising the following successive phases:
- a first phase (ph1) during which one generates in the guide (1) a first train of waves modulated of a first type and enslaved the frequency transmission of this train of waves at the frequency of resonance of the cavity by acting on the intensity of power supply of the laser generator (2) in function of the intensity of the light waves detected by the said detection means (3) and processed by a synchronous demodulator (10), - a second phase (ph2) during which one interrupts the emission of waves of the first type during enough time to allow the evanescent wave resulting from this broadcast to be completely attenuated by the guide (1), - a third phase (ph3) during which one generates in the guide a modulated wave train of the second type by maintaining the intensity of the current generator supply (2) to the value it had at the end of the first phase and is developing a gyroscopic signal from the signal delivered by the aforesaid detector (3) during this third phase and demodulated by the aforesaid demodulator, - a fourth phase (ph4) during which one interrupts the emission of waves of the second type during enough time to allow the evanescent wave resulting from this issue, to be completely attenuated by the guide (1).

2. Method according to claim 1, characterized in that the servocontrol of the frequency of the wave train of the first type is obtained by means of a servo loop performing a sampling demodulated and filtered signal blocking, and the integration of the sampled-blocked signal, the sampling period corresponding to the emission period of the wave trains of the first type, and in that the pyrometric signal is obtained by sampling-blocking the demodulated signal and filtered, the sampling period corresponding to the transmission period of the wave train of the second type.

3. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises:
an annular optical guide (1) comprising two optical couplers (C1, C2) located in two locations opposed and each comprising an input (E1, E2) intended to receive incident light radiation, an output (S1, S2) equipped with a detector Optoelectronics (3) possibly common, means allowing to transfer in the guide (1) a fraction radiation applied to the input (E1, E2) and means for transferring to the output (S1, S2) a fraction of the radiation propagating inside of the guide (1) while ensuring the continuity of this propagation inside the guide (1), a source of light radiation (2) at a frequency controllable connected to the inputs (E1, E2) of both couplers (C1, C2), via two optical switches (I1, I2) electrically controllable, alternately controlled by a clock sampling to obtain an emission in the guide (1) of a succession of trains of waves rotary and counter-rotating wave trains, modulation means (6, 7, 8) for the radiation light emitted by the source (2), a servo loop (16, 18, 19, 5) regulating the frequency of the radiation emitted by the source (2) in according to the intensity detected, the wave trains issued by one of the couplers (C2) and partially reflect on the output (S1) of this first coupler (C2), so as to give the frequency of this radiation at the resonant frequency of said guide (1), and a measuring circuit (10, 13, 14, 15, 17) of the intensity of the light radiation of the wave trains issued by the second coupler (C1) and partially reflect on the output of this second coupler (C1), this measuring circuit comprising means for deliver a pyrometric signal resulting from the disagreement produced by a rotation of the guide (1) between the radiation frequency and resonance frequency.

4. Device according to claim 3, characterized in that the aforesaid measuring circuit comprises, connected to the output of the detector (3), a synchronous demodulator (10), a low-pass filter (13), a amplifier (14) and a first sample-and-hold (15) the sampling period of which corresponds to the transmission period of the first type of wave trains, this sample-and-hold device (15) delivering the aforesaid pyrometric signal.

5. Device according to claim 3, characterized in that the aforesaid modulation means include a local oscillator (6) for modulating a bias voltage (vo) to which is added a correction voltage emanating from the loop servocontrol (16, 18, 19), in that the signal resulting from this addition is applied to a source voltage-controllable current circuit (4) which supplies the laser wave generator (2), and in that said local oscillator (6) controls the above-mentioned demodulator synchronous (10).